Как рассчитать основание?
Расчет свайно-забивного фундамента производится по совокупной нагрузке и несущей способности сваи.
Определение нагрузки производится суммированием веса дома, кровельной системы, снега и ветровых нагрузок, имущества и прочих факторов, увеличивающих давление на опоры.
Несущая способность сваи — это сумма сопротивления грунта в нижней части ствола и по боковым стенкам.
Общий вес дома делится на несущую способность одной опоры — получается количество свай, необходимых для образования свайного поля для данной постройки.
ВАЖНО!
Расчет фундамента — сложная инженерная задача, которую должны выполнять опытные подготовленные люди. Самостоятельный расчет может стать причиной деформации или разрушения дома, поэтому рисковать не следует. Как минимум, можно использовать онлайн-калькулятор, но и для него потребуются данные геологоразведки участка.
Расчет
Корректная калькуляция забивных жб свай для фундамента дает возможность сделать основание вашего строения устойчивым
Кроме правильного расчета количества жб свай, необходимо обратить внимание на глубину их установки, которая может иметь амплитуду от трех до десяти метров, а величина сечения должна составлять от 150 до 250 мм
Для расчета основных показателей основания необходимо принять во внимание следующие факторы:
- Вид грунта. Лучше всего обеспечить проведение геологического исследования, но возможно почерпнуть необходимую информацию из справочника.
- Вес постройки. Его можно расчитать, учитывая количество материалов, используемых для строительства. Следует отдельно скалькулировать вес покрытия, перекрытий, бетонного ростверка и материалов для декора. К полученному результату следует приплюсовать вес обстановки внутри помещения (приблизительно 7-10 т).
Эту операцию следует проводить, не забывая о запасе прочности. В связи с этим полученную цифру нужно увеличить на треть. Допустим, строение весит 180 тонн. Длина ж/б сваи составляет 4 метра. Такая свая способна выдерживать в среднем нагрузку в 20 тонн (для суглинистых грунтов); из чего следует, что 9 свай обладают способностью надежно и пропорционально разделить полную нагрузку сооружения.
Свайные технологии
В современном строительстве используется несколько видов свайных технологий, отличающихся друг от друга типом свай и способом их заглубления. Свайные фундаменты используются как в частном малоэтажном строительстве, так и при возведении массивных заводских цехов, жилых многоэтажек или крупных торговых к применению данной технологии служат:
- Недостаточная прочность почвы – болотистые и насыпные грунты.
- Высокий уровень подпочвенных вод, что чревато сезонным пучением грунта.
- Необходимость минимизировать сметные расходы путём сокращения объёмов земельных работ.
Жилой дом на свайных опорах По методу своего заглубления свайные стойки могут быть:
- Забивными, когда углубление в толщу грунта происходит при помощи внешнего воздействия на опору. Это могут быть удары копра, вибрационное воздействие или вдавливание в почву.
- Буронабивными. В данном случае по периметру будущей постройки производится бурение скважин, которые впоследствии заполняются бетонным раствором.
- Винтовыми. Углубление винтовых свай происходит за счёт спиралевидной формы их наконечника, при помощи механического или ручного сваекрута.
Винтовые сваи являются на сегодня наиболее востребованным видом опор для частного строительства благодаря целому ряду преимуществ. Прежде всего, «винтовая» методика предусматривает максимально простую технику заглубления опор. Опускаются в почву они при помощи вращения, работая подобно буру.
Конструкция винтовой опоры Для установки же забивных или буронабивных свай требуется привлечение дорогостоящей техники со специальными приспособлениями. Благодаря простоте монтажа винтовых свай значительно увеличивается и скорость строительства, что является немаловажным плюсом в условиях ограниченного по времени строительного сезона.
Другим преимуществом является простота изготовления винтовых свай – сделать их можно в домашних условиях из обрезков толстостенной трубы (для стойки) и листового металла (для спиралевидных лепестков).
Технология возведения
- К свае, за выступающее в верхней части металлическое «ухо», крепят трос и поднимают ее с помощью лебедки.
- Столб помещается в погружную установку (в отверстие в нижней части молота).
- Молот начинает забивать столб. После нескольких ударов, сваебойная машина останавливается, мастер производит замер с помощью уровня, чтобы выяснить, не произошло ли отклонения от вертикали.
- Если наблюдается уход сваи в сторону, она извлекается при помощи все той же лебедки, причина отклонения устраняется (обычно это камень или более плотная часть грунта, которая подкапывается) и производится повторная попытка погружения.
- Также направление движения столба может быть откорректировано сваебойной машиной, которая способна изменять свое положение, подтянув погружаемый столб в нужную сторону.
Фундамент на сваях: разновидности
Сегодня применяют следующие разновидности свайных фундаментов:
Свайный фундамент с высоким ростверком: ростверк – железобетонная конструкция, соединяющая сваи между собой. Может быть в виде ленты или в виде плиты. В данном случае ростверк «висит» на сваях не касаясь грунта. При сильном пучении грунтов целесообразен именно такой вид фундамента.
Свайный фундамент с низким ростверком: в данном случае ростверк передает часть нагрузки непосредственно на грунт, что позволяет снизить количество забиваемых свай.
Свайно-ленточный фундамент: стал применяться сравнительно недавно. В таком фундаменте сваи соединяются заглубленным ленточным фундаментом, что позволяет с одной стороны усилить конструкцию сваями, с другой – обустраивать в строении подвальные помещения, что при обычном свайном фундаменте невозможно.
Классификация фундаментов на сваях
Рис: Фундамент с рядовым расположением свай
свайных полей
Рис: Свайное поле под многоэтажный дом
типа свайЖелезобетонные фундаментыжелезобетонных свай
Рис: Схема фундамента на забивных железобетонных сваях
Важно: винтовые фундаменты на металлических сваях позволяют возводить дома на участках со сложным рельефом, они не требуют предварительного выравнивания уклона строительной площадки. В таком случае для обустройства фундамента используются сваи разной длины, которые после погружения обрезаются по одному нулевому уровню.
Рис: Дом с фундаментом на винтовых сваях
Полезные материалы для Вас:
- Столбчатый фундамент
- Несущая способность сваи
Преимущества и недостатки
Перед тем, как установить конструкцию, следует ознакомиться с положительными и отрицательными сторонами вопроса и изучить важные эксплуатационные характеристики.
К плюсам фундамента из железобетонных свай следует относить
- Положительный результат строительства на проблемных участках (за исключением скалистого грунта)
- Быстрота. Сооружение может быть установлено в течение суток, в то время как традиционный метод возведения фундамента требует не менее 7 дней. После этого можно тотчас же производить строительство несущих конструкций (монолитное основание позволяет продолжать работы только спустя 3-4 недели).
- Сведение до минимума материалов для строительства и земляных работ.
- Всесезонность. Формирование фундамента на забивных железобетонных сваях реально осуществлять в любое время года независимо от климата и погоды.
- Длительность использования. Жб сваи под фундамент весьма износоустойчивы и способны противостоять любым погодным катаклизмам. Термин их пригодности может составлять около полторы сотни лет.
- Прочность. Железобетонным сваям для фундамента, в конструкции которых использованы металлические стержни, свойственна способность переносить разнонаправленные нагрузки, что является необходимым качеством на неустойчивых участках.
Фундамент на забивных железобетонных сваях имеет всего лишь несколько минусов.
- Возможность оседания или искривления фундамента. Всегда существует возможность недостоверной характеристики глубинной почвы, поскольку не представляется возможным рассмотреть многометровый слой.
- Обязательное использование дорогостоящей специализированной техники для установки свай.
- Отсутствие подвального и цокольного помещения – реальные неудобства, с которыми придется столкнуться людям, принявшим решение о возведении фундамента на железобетонных сваях.
Так что же такое забивная свая?
Стандартная забивная свая – это железобетонное изделие, имеющее конструктив в виде армокаркаса из несущей арматуры сечением 10мм с обвязочной арматурой сечением 5мм и заливкой бетоном классом прочности B22,5 (маркой М300). Каждый тип сваи имеет маркировку. Допустим, маркировка С30.15-3 – 3-х метровая свая сечением 150 мм
На первый взгляд может показаться, что нет ничего проще, как изготовить армокаркас, уложить его в форму и залить бетоном, немного подождать – и забивная свая готова. Да, сегодня все чаще и чаще появляются мини производства, которые изготавливают различные ж/б изделия, в том числе и сваи. Но забивная свая – это особый вид жб конструкций, технология ее изготовления включает в обязательном порядке цикл пропаривания после заливки бетона. Пропаривание сваи происходит в специальных камерах. Без цикла пропаривания с очень большой вероятностью при наборе прочности бетона не будут достигнуты требуемые по ГОСТам нормативы. Соответственно такие изделия могут быть негодными для применения в строительстве. Позволить себе камеры пропаривания может далеко не каждое производство, ведь речь идет не только о самих камерах, но и об увеличении количества циклов производства и сложности самого процесса пропаривания.
Много раз нам приходилось встречаться со сваями плохого качества. Железобетонная свая, как и любое ЖБИ, подлежит государственной сертификации. Поэтому перед покупкой свай обязательно удостоверьтесь, имеет ли производитель сертификат качества на сваи и обязательно требуйте паспорт качества партии свай при их покупке.
Свая, изготовленная с соблюдением всех технологических процессов, имеет высокий срок эксплуатации – более 100 лет.
Как правильно сделать выбор?
Узнав большую часть того какие бывают плюсы и минусы свайного фундамента, возникает закономерный вопрос
А как выбрать винтовые сваи, на что надо обратить внимание при выборе, чтобы они прослужили долго. При выборе винтовых свай нужно сконцентрироваться на двух составляющих этого процесса
- Определить типоразмер и вид винтовых свай, которые подходят именно под ваши условия, ваш грунт и проект дома.
- Непосредственно выбор изделий, которые вам подходят, учитывая их качество и цену.
При работе со строительной компанией эти два этапа сводятся к минимуму вашего внимания. Первый этап чаще всего решается на этапе проектирования будущего дома. А вот второй этап — это уже вопрос работников фирмы, которая строит вам дом.
Бывает и такое, что вы строите дом самостоятельно. О плюсах и минусах такого строительства читайте в прошлой статье. В таком случае и выбирать винтовые сваи нужно вам лично
Вот список того на что нужно обращать внимание при выборе винтовых свай
- Труба должна иметь толщину стенок не менее 4 мм.
- Лопасть сваи должна иметь толщину не меньше 5 мм.
- Следите за качеством сварки и сварочных швов, они должны быть максимально качественными.
- Слой оцинковки обязателен, это даст дополнительную защиту и увеличит срок службы.
- Наконечник тоже имеет значение. Мы говорили о их типах. Желательно выбирать более качественный.
Плюсы и минусы свайного фундамента. Винтовые сваи
Типы используемых свай при строительстве
Забивные сваи
- Сплошного квадратного сечения;
- Квадратного сечения с круглой полостью;
- Прямоугольного сечения;
- Круглого сечения.
Рис: Сваи сплошного квадратного сечения 30*30 см
Важно: забивные сваи бывают цельными либо составными – состоящими из нескольких стыкующихся секций, соединяющихся в процессе погружения с помощью сварки либо анкеров. Общая длина составной сваи может доходить до 40 метров.
Набивные сваибуроинъекционныебурится скважина Рис: Схема обустройства буронабивных свай
Важно: несущая способность набивных опор может превышать аналогичную характеристику забивных свай за счет большего диаметра
Размеры набивных свай ограничиваются лишь функциональными возможностями используемой для их обустройства буровой техники – диаметр таких опор варьируется в пределах от 30 до 350 см.
Винтовые сваи
- Однолопастные конструкции, используются для строительства легких зданий в нормальных грунтах;
- Многолопастные сваи, применяются для возведения среднетяжелых домов и двухэтажных зданий в слабой почве;
- Узколопастные конструкции (заостренные и трубчатые), предназначенные для строительства фундаментов в высокоплотной и мерзлой почве.
Рис: Разновидности винтовых свай
Винтовые сваи, цена изделий
Как и любые другие параметры, стоимость высчитывается исходя из условий будущего строительства. Поэтому для каждого отдельного проекта дома будет своя стоимость. Мы возьмем очень маленький проект, чтобы просто наглядно показать схему, каким образом просчитать стоимость. Чтобы вы самостоятельно смогли просчитать стоимость свайного фундамента и для своего проекта. Так вот, наш пример будет следующим: будем рассчитывать стоимость винтового типа фундамента для домика 6 на 6 м. Исходя из того, что оптимальная схема свайного поля должна состоять как минимум из 9 свай. Вот что мы имеем.
Заказчику в зависимости от фирмы и условий нужно будет оплатить монтаж каждой сваи. Стоимость монтажа составит примерно от 650 рублей до 1150 рублей за одну штуку. И прибавить сюда цену самих винтовых свай. Цена винтовых свай зависит от диаметра и длины ствола. Для примера, BC-57, это значит, что диаметр 57 мм и длиной 3 метра будет стоить 1100 рублей с монтажом или же 1200 без такой услуги. Если же изделие выбрано BC-108, то соответственно цена, также для 3-х метрового ствола будет колебаться от 1150 рублей с монтажом изделий и 1350 рублей без такой услуги.
Выбор фирмы для монтажа винтовых свай
Почему существует разница в цене в зависимости от наличия или отсутствия опции монтажа, спросите вы. Все очень просто такой ход рассчитан на стимуляцию покупателя заказать монтаж винтовых свай в этой же компании. Конечно не всегда лучшим решением будет такой выбор, связано это с качеством установки. Необходимо изучить историю установок этой фирмы, ознакомится с отзывами и только после этого принимать окончательное решение в пользу такой опции. Или же наоборот обратиться к другой фирме, которая специализируется именно на монтаже, а не продаже винтовых свай.
В результате для нашего примера стоимость такого типа фундамента составит всего около 20 тысяч рублей
Но обратите внимание, что мы посчитали только стоимость самих изделий и их монтаж. Сюда еще нужно добавить дополнительные расходы на доставку и другие накладные расходы
имейте это в виду.
Конечно, в зависимости от фирмы цены могут разница, но у нас указана средняя цена. Поэтому обязательно узнавайте стоимость всех опций и требуйте подробный отчет, что и сколько стоит.
Расчет стоимости
Плюсы и минусы
К достоинствам забивных свай следует отнести:
Возможность использования на всех типах грунтов, исключая скалистые.
Опоры способны выдерживать значительные нагрузки.
Срок службы свай превышает период эксплуатации дома.
Технология производства позволяет стволам переносить не только вертикальные, но и горизонтальные воздействия подвижных слоев грунта
Это особенно важно при большой глубине погружения.
Установка свай занимает немного времени.
Объемы земляных работ или использованного строительного материала невелики.
Возможность производить работы в течение всего года в любых условиях.. Недостатками следует считать:
Недостатками следует считать:
- Отсутствует возможность создания подвалов, цокольных этажей и прочих заглубленных помещений.
- Необходимость использования специальной техники.
- Значительные неудобства при погружении для жителей близлежащих домов.
- Имеется опасность нарушения режима работы фундамента соседних зданий при слишком плотном приближении строительства.
ВАЖНО!
Сложности с обустройством подвалов в большей степени являются следствием неготовности грунта, а не типом основания. Даже при отсутствии помехи в виде опор, строительство подземных помещений вызывает непреодолимые затруднения из-за высокой пучинистости, обводненности или неустойчивости грунтов.
Виды свай
При строительстве помещений с небольшим количеством этажей, каркасных домов возможно применение таких разновидностей опор.
- Железобетонные. Самые широко применяемые. Являются доступными в любом ландшафте, большое количество фирм специализируется как выпуске, так и на монтаже свай. Эксплуатационный период составляет от 50 до 150 лет. Возможны различия по определенным критериям:
- опоры с напрягаемыми и ненапрягаемыми металлическими стержнями;
- видам сечения: круглое, квадратное, тавровое и полое;
- форме: призматической и цилиндрической;
- структуре: цельные и подлежащие сборке;
- основанию: расширенные, окованные или полые.
- Деревянные. Пользуются большой популярностью при возведении срубов из дерева и каркасных сооружений на деревянной основе. Степень надежности их ниже, чем у предыдущих, поэтому они могут быть созданы только из определенных сортов древесины. Рекомендовано использование на пучинистых грунтах. Вышеуказаный вид опор, как правило, производят из кедра, дуба, лиственницы, прочих твердых пород. Используют опоры из дерева диаметром 20-40 см, длиной от трех до 8 метров. При применении на твердых землях необходимо использование башмака – стального колпака с обвязкой, который прикрепляют к нижней части заточенного конца сваи. Погодные условия, климатические изменения, особенности почвы оказывают огромное воздействие на эксплуатационные характеристики деревянных опор. При соблюдении всех правил срок службы составляет минимум 50 лет.
- Стальные. Существует широкий спектр материалов для производства такого вида свай: рельсы, швеллера, трубы и пр. Используются нечасто, как правило, для построек временного характера, или хозяйственных сооружений. Приблизительный период эксплуатации — 40 – 60 лет.
Разновидности свай для индивидуального строительства
Свайные конструкции могут применяться в любом типе грунта, кроме скальной породы
Сваи, используемые в индивидуальном строительстве в качестве основания дома, который возводится в ослабленном грунте, – это длинные заострённые или с пятой конструкции. Они могут изготавливаться из металла, бетона, древесины. Сечение сваи может быть круглым или квадратным. Конструкция может заглубляться в готовом виде или собираться непосредственно в почве.
Свайные конструкции могут применяться в любом типе грунта, кроме скальной породы. В индивидуальном строительстве свайный фундамент используется в следующих случаях:
- Для возведения домов на территории с высоким УГВ.
- Если верхний слой почвы на участке – это торфяник или плывун со слабой несущей способностью. Тогда сваи заглубляют до нижних более плотных слоёв породы.
- Если глубина промерзания почвы более 2 метров.
- При строительстве на склонах с резким крутым рельефом.
- Если конструкции дома имеют значительный вес (более 350 т), то целесообразно выполнить фундамент на сваях.
Сваи с заострённым концом забиваются в подвижный грунт при помощи специального молота, пока не достигнут плотной породы. Винтовой фундамент делается на сваях, один конец которых имеет специальный винт. Для монтажа этой конструкции используется специальный ключ. Если сваю нужно изготовить прямо в грунте, то в породе бурится скважина, которая потом армируется и бетонируется.
Необходимая длина сваи высчитывается проектировщиками в зависимости от нагрузок и особенностей местности
Сваи могут отличаться по материалу, из которого они выполнены, форме, способу изготовления и погружения в грунт.
По способу заглубления выделяют следующие виды свайных изделий:
- Забивные конструкции погружаются в землю без выемки грунта. С этой целью используется специальная техника (вибровдавливающие и погружающие устройства).
- Набивные железобетонные и бетонные изделия монтируются путём заливки бетона в заранее пробуренную скважину.
- Железобетонные буровые сваи устанавливаются в пробуренные скважины.
- Винтовой фундамент делается из свайной конструкции с винтом на конце. Она закручивается в породу при помощи строительной техники. Очень часто для облегчения монтажа используется специальный ключ.
Свайный фундамент различается и по характеру работы:
- Свайные изделия в роли стоек передают давление от дома на прочный несущий грунт, находящийся под слоем рыхлой ослабленной породы. Эти конструкции имеют гладкую поверхность, которая плохо сцепляется с породой. Поскольку 80 % нагрузки передаётся на основание таких свай, они имеют широкую пяту в нижней части для восприятия нагрузки. Сюда относятся изделия ТИСЭ с уширением в нижней части и конструкции, бетонирующиеся в обсадной трубе или скважине (однако в этом случае конструкция теряет 20 % прочности). Эти изделия практически не подвержены осадке.
- Свайные конструкции висячего типа передают часть нагрузки на окружающий их грунт за счёт силы трения. Эти изделия имеют неровную поверхность, которая помогает им цепляться за грунт по всей их длине. К таким конструкциям можно отнести буронабивные сваи, когда бетон просто заливается в пробуренную скважину. В этом случае 60-70 процентов несущей способности обеспечивается за счёт неровных боковых поверхностей. Такие конструкции используются при высоком расположении грунтовых вод, при необходимости сократить объёмы земляных работ, при наличии под слоем рыхлой породы более плотного грунта, который не настолько сильный, чтобы удержать сваи-стойки.
В зависимости от материала сваи бывают:
- Бетонные или железобетонные. Цена таких конструкций невысока, к тому же они долговечные и могут изготавливаться прямо на месте при наличии специальной техники. Для изделия используется бетон М 200 и выше.
- Стальные элементы выполняются из труб и прокатных стальных профилей. Однако такие конструкции нуждаются в антикоррозийном покрытии, специальной технике для монтажа свай длиннее 3 м. Цена таких конструкций значительная из-за большого расхода материала.
- Деревянные конструкции делаются из бревна диаметром 220-340 мм, их длина доходит до 8,5 м. Обычно используются ошкуренные брёвна из древесины хвойных пород. Такие конструкции практически не используются в наших широтах из-за сильной подверженности гниению. Однако современные препараты против гниения способны значительно улучшить ситуацию.
Заключение
Свайно-забивной фундамент представляет собой наиболее прочный и надежный вид основания из всех альтернативных вариантов — буронабивных, винтовых свай и т.д.
Наиболее выгоден при больших площадях постройки, когда количество стройматериалов и трудозатрат для создания ленточного основания становится слишком большим.
В таких ситуациях забивные сваи становятся выгоднее и экономически, и по срокам строительства.
Учитывая длительный срок эксплуатации и устойчивость ко всем нагрузкам, выбор этого типа фундамента становится очевидным.
В сложных условиях, при наличии слабонесущих или обводненных грунтов, такой выбор становится единственным разумным вариантом, дающим прочное и долговечное основание.